porowatość gleby
Porowatość gleby — Porowatość gleby (Po) – właściwość fizyczna gleby polegająca na występowaniu pomiędzy składnikami fazy stałej gleby wolnych przestworów wypełnionych wodą lub powietrzem. Porowatość gleby wyrażana jako procentowy stosunek objętości wolnych przestworów glebowych (Vp) do całkowitej objętości gleby (V).
Struktura gleby
Gleba jest powierzchniową, biologicznie czynną warstwą skorupy ziemskiej, powstałą z danej skały macierzystej pod wpływem działania czynników glebotwórczych (głównie organizmów żywych, klimatu, wody, rzeźby terenu i działalności człowieka) i podlegającą stałym przemianom w procesie glebotwórczym.
Gleba jest porowatą strukturą trójfazową, składającą się z następujących faz:
- fazy stałej (składników stałych, materiału macierzystego) – cząstek mineralnych (okruchów skał, minerałów, substancji mineralnych), organicznych (próchnicy, resztek roślinnych i zwierzęcych, organizmów glebowych) i mineralno-organicznych, cechujących się różnym stopniem rozdrobnienia, wchodzących w skład kompleksu sorpcyjnego gleby;
- fazy ciekłej (składników płynnych) – wody i roztworu glebowego (wody glebowej wraz z rozpuszczonymi w niej związkami mineralnymi i organicznymi);
- fazy gazowej (składników gazowych) – powietrza glebowego (mieszaniny gazów i pary wodnej).
Całkowita objętość gleby (V) stanowi sumę objętości fazy stałej (Vs) oraz objętości wolnych przestrzeni (porów) znajdujących się pomiędzy składnikami fazy stałej (Vp), na którą składa się objętość porów wypełnionych roztworem glebowym (Vw) i objętość porów wypełnionych przez powietrze glebowe (Va). Zależności te można przedstawić równaniem:
Właściwości fizyczne gleby
Fizyczne właściwości gleb obejmują ogół cech, procesów i reakcji składników glebowych powiązanych ze zjawiskami fizycznymi. Wyróżnia się podstawowe (pierwotne) właściwości fizyczne gleb, wynikające bezpośrednio z jakości substratu glebowego i jego stosunku do zajmowanej objętości oraz funkcjonalne (wtórne) właściwości fizyczne gleb, zależne od właściwości podstawowych.
Właściwości pierwotne gleb obejmują:
- skład granulometryczny (uziarnienie, tekstura) – stan rozdrobnienia cząstek mineralnych w glebie (procentowy udział cząstek mineralnych o określonej wielkości w masie glebowej);
- gęstość właściwa – gęstość fazy stałej (stosunek masy fazy stałej gleby do jej objętości);
- gęstość objętościowa – stosunek masy fazy stałej gleby do objętości zajmowanej przez glebę w stanie naturalnym;
- porowatość – występowanie wolnych przestworów wypełnionych wodą lub powietrzem w określonej objętości gleby;
- zwięzłość – opór gleby stawiany podczas jej rozklinowywania lub rozcinania;
- plastyczność – zdolność gleby do przyjmowania różnych kształtów w stanie wilgotnym;
- lepkość – zdolność gleby do przylegania do stykających się z nią przedmiotów;
- pęcznienie i kurczenie się – zmiany objętości gleby wskutek zmian wilgotności.
Właściwości wtórne gleb obejmują:
- właściwości wodne – potencjał wody glebowej, pojemność wodna, bilans wodny
- właściwości powietrzne – skład powietrza glebowego, stopień wymiany gazowej między glebą i atmosferą
- właściwości cieplne – ciepło właściwe, przewodność cieplna, bilans cieplny.
Porowatość gleby
Porowatość gleby jest właściwością fizyczną gleby polegającą na występowaniu pomiędzy składnikami fazy stałej gleby wolnych przestworów (porów) wypełnionych roztworem glebowym lub powietrzem glebowym.
Porowatość gleby zależy od:
- czynników wewnętrznych – składu granulometrycznego (uziarnienia) gleby, struktury i tekstury gleby, zawartości próchnicy, obecności fauny glebowej oraz ilości korzeni
- czynników zewnętrznych – czynników klimatycznych (wilgotność, temperatura) oraz działalności człowieka (zabiegi agrotechniczne).
Porowatość ogólna gleby wyrażana jest jako procentowy stosunek objętości wolnych przestworów glebowych do całkowitej objętości gleby zgodnie z poniższym równaniem:
Pomiar objętości przestworów glebowych przeprowadza się z wykorzystaniem urządzenia zwanego porometrem Loebella.
Wartość porowatości ogólnej gleby można również wyznaczyć z wykorzystaniem znajomości wartości gęstości właściwej oraz gęstości objętościowej gleby.
Gęstość właściwa gleby (gęstość fazy stałej gleby) jest wartością stałą dla danego typu gleby oraz zależy od zawartości składników mineralnych i organicznych w glebie. Stanowi stosunek masy fazy stałej gleby do jej objętości:
Gęstość właściwa wyznaczana jest za pomocą urządzenia zwanego piknometrem.
Gęstość objętościowa gleby jest właściwością zmienną w czasie i zależy od zagęszczenia wolnych przestrzeni (porów) w glebie oraz zawartości substancji organicznej. Stanowi stosunek masy fazy stałej gleby do całkowitej objętości gleby:
Porowatość ogólną gleby można więc wyznaczyć ze wzoru:
Wartość porowatości ogólnej dla poszczególnych rodzajów gleb wynosi:
- gleby piaszczyste – 35-45%,
- gleby gliniaste i lessy – 40-50%,
- iły i gleby wysoko próchnicze – 50-60%,
- gleby organiczne (torfy) – 80-90%.